Первое документальное упоминание о Назарьеве относится к началу XVII века, однако поселение существовало и ранее, вероятно, уже в XVI веке. В период между 1738 и 1758 годами внук князя Бориса Алексеевича Голицына, тайный советник Сергей Алексеевич Голицын, построил в Назарьеве деревянную церковь во имя Святой Живоначальной Троицы.
На рассвете 28 января 1818 года старая деревянная церковь и колокольня села Назарьево сгорели в пожаре. В связи с этим богослужения временно проводились в приписном Никольском храме села Дарьино. Уже в феврале того же года князь Сергей Николаевич Голицын подал прошение архиепископу Московскому и Коломенскому Августину о постройке каменного храма. Для возведения нового храма использовался кирпич, производством которого занимался небольшой завод, специально выстроенный вблизи на берегу реки Вязёмки.
Каменный храм был возведён между 1818 и 1824 годами. Здание имело два придела: правый был освящён в честь Николая Чудотворца, левый — во имя великомученицы Екатерины. После смерти Сергея Николаевича Голицына в 1830 году Назарьево перешло к его сыну, камергеру Николаю Сергеевичу Голицыну. После кончины Николая Сергеевича в 1848 году имение перешло во владение его малолетних дочерей Анны, Елизаветы и Екатерины. В 1856 году Елизавета Николаевна вышла замуж за Владимира Сергеевича Михалкова, и Назарьево с 720 десятинами земли стало её приданым.
В советский период храм, как и многие религиозные сооружения, подвергся закрытию и использовался для различных хозяйственных нужд, что привело к утрате многих элементов внутреннего убранства. Однако точные даты закрытия и последующего использования храма в этот период требуют дополнительного исследования.
В 1990-е годы начался процесс возвращения храма Русской Православной Церкви. Были проведены реставрационные работы, направленные на восстановление исторического облика здания. В настоящее время храм вновь действует, являясь не только памятником архитектуры, но и духовным центром для местных жителей.
Архитектурно Троицкий храм представляет собой яркий образец стиля классицизма. Центральная часть храма выполнена в виде ротонды, увенчанной куполом. К центральной части с южной и северной стороны примыкают двухколонные портики. Трёхъярусная колокольня, расположенная с западной стороны, гармонично дополняет общий архитектурный ансамбль. Внутренние интерьеры, иконостасы и настенная живопись сохранились с конца XIX — начала XX века.
